第五章 基因突变与其他变异
第二节 染色体变异
一、知识结构
二、教材分析
1.本小节主要讲授“染色体结构的变异和染色体组的概念，染色体倍性(二倍体、多倍体、单倍体)及其在育种上的应用”。
2.教材从“猫叫综合征”讲起，介绍了“染色体结构变异的四种类型及其对生物体的影响”。之后安排了“观察果蝇唾腺巨大染色体装片(选做)”的实验。帮助学生加深对染色体结构变异的理解，并学习观察果蝇唾腺巨大染色体装片的方法。
3.染色体数目的变异可分为两类:一类是细胞内的个别染色体的增加或减少；另一类是细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。其中后一类变异与人类的生产和生活关系比较密切，是教材重点介绍的内容。
4.染色体组的概念通过分析果蝇的染色体组成而得出。然后，根据生物体细胞中染色体组数目的不同，区分染色体数目变异的几种主要类型---二倍体、多倍体和单倍体，重点讲述多倍体和单倍体。最后教材用小字讲述三倍体无籽西瓜的培育过程，使学生把所学的知识与生产和生活实际联系起来。
5.本小节可以为本章第五节《人类遗传病与优生》中有关染色体异常遗传病和第七章《生物的进化》中有关现代生物进化理论的学习打下基础。
三、教学目标
1.知识目标：(1)染色体结构的变异(A:识记)；(2)染色体数目的变异(A:识记)。
2.能力目标： 学会观察果蝇唾腺巨大染色体装片。
四、重点·实施方案
1.重点： 染色体数目的变异。
2.实施方案： 通过挂图、幻灯片、投影片等多媒体教具，变抽象为具体，让学生抓住关键，学会知识。
五、难点·突破策略
1.难点： 染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。
2.突破策略： 通过生殖细胞中的两套不同的染色体，引导学生从全部染色体的许多特征中抓住共同的关键特征。结合多媒体课件及具体实例，搞清难点所在。突破难点，理清思路。
六、教具准备：1.猫叫综合征幼儿的照片；2.精子形成过程的示意图；3.果蝇的精子与卵细胞图、染色体结构变异和染色体数目变异的知识结构投影片；4.果蝇染色体活动的多媒体课件。
七、学法指导：本节课中，教师要指导学生仔细观察，与学生谈话，师生互动，共同归纳总结出应得的结论。
八、课时安排：2课时
第一课时
[一] 教学程序
导言
1.复习提问:
基因突变导致生物变异的原因是什么
回答:基因突变是基因结构发生改变，从而使遗传信息改变，使蛋白质结构改变、生物性状改变，即生物发生了变异。
那么，基因是什么 它和染色体又有何关系
回答:基因是有遗传效应的DNA片断，染色体是DNA的载体，基因在染色体上呈线形排列。
对于一个生物体来说，正常情况下，其染色体的结构和数量都是稳定的。但在自然条件或人为因素的影响下，染色体的结构和数量均会发生改变，从而导致生物性状的改变，这就属于染色体变异。
[二] 教学目标达成过程
一、染色体结构的变异
1.出示投影片:猫叫综合征幼儿照片。
2.让学生观察:患儿的征状---两眼较低、耳位低下，存在着严重的智力障碍。
教师补充说:患儿哭声轻、音调高，很像猫叫。
3.投影片放映:病因---染色体缺失图，包括：
在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有4种： ①染色体缺失某一片断（上图1）；②染色体增加某一片断（上图2）；③染色体某一片断位置颠倒1800（上图3）；④染色体的某一片断移接到另一条非同源染色体上（上图4）。
4.讲述:猫叫综合征的病因是病儿第5号染色体部分缺失，这属于染色体结构变异。
投影片上的其他几种情况也属于染色体结构变异，请同学们仔细观察染色体的变化情况。
5.染色体结构变异，为何能导致生物性状的变异呢
教师引导学生从染色体结构的变化会引起染色体上的基因数目和排列顺序的改变等方面来加以思考。
二、染色体数目变异
1.我们已经知道染色体结构变异会导致生物性状的变异，那么染色体数目发生改变会不会引起生物的变异呢 (回答:会)染色体数目会如何改变呢 (回答:可增加，也可减少)。
2.前面所说的仅是染色体“个别数目”的增加或减少，它只是染色体数目变异的一种类型。
例如，人类有一种叫“21-三体综合征”的遗传病，患者比正常人多一条染色体---21号染色体是三条，其征状表现为智力低下，身体发育缓慢等；
再如，人类的另一种遗传病叫“性腺发育不良(Turner综合征)”，患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。
染色体数目变异的另一种类型是染色体数目以“染色体组”为单位成倍增加或减少，这种类型的变异在实践中的应用更为普遍。因此，我们重点介绍后一种类型的染色体数目变异。
3.首先我们要了解什么是“染色体组”
放映:动物精子形成过程图
组织学生观察、归纳、总结:
(1)在减数分裂过程中，染色体复制一次细胞分裂二次，结果生殖细胞中的染色体数减少了一半。
(2)精原细胞和体细胞中的染色体是成对存在的，精子中因同源染色体的分离而使染色体成单存在。
(3)由于同源染色体的分离，使得生殖细胞中所含染色体成为大小、形状各不相同的非同源染色体。
出示:雄果蝇染色体的活动投影片。
观察说明: 果蝇细胞中有8条染色体，共4对同源染色体，其中3对常染色体和1对性染色体。(抽拉投影片，使同源染色体分开成为两组)若把形状、大小不同的归为一组，每一组都包括了3条常染色体和1条性染色体，且是每对同源染色体中的某一条染色体。这样一个生殖细胞中的全部染色体即为一个染色体组。一个染色体组内的染色体大小、形状均各不相同，但却包含了控制生物体生长发育、遗传和变异的全部信息。
投影玉米体细胞图观察:玉米体细胞中20条染色体，其生殖细胞内有10条大小、形状各不相同的染色体。这10条染色体组成了一个染色体组。
同样，人的一个染色体组中有23条染色体。
4.教师讲述:人、果蝇、玉米体细胞中各含两个染色体组，都属于二倍体。在自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体。
那么，该如何给二倍体下定义呢
回答:二倍体指的是体细胞中含有两个染色体组的个体。
依此类推，体细胞中含三个染色体组的个体该称为三倍体，如香蕉、无籽西瓜等；体细胞中含四个染色体组的个体被称为四倍体，如马铃薯。
我们把体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体称为多倍体。三倍体、四倍体都属于多倍体。
多倍体个体在植物中广泛存在，动物中较少见。
5.多倍体是生物以“染色体组”为单位成倍地增加而致。
在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍增加，也可以成倍减少。
例如，我们在初中生物中学过蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵发育而成，而雄蜂由未受精卵直接发育而成。因此，雄蜂体细胞中的染色体数是工蜂和蜂王的一半。像这样，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，称为单倍体。
由学生分析回答:
玉米是二倍体，20条染色体。由玉米花粉直接发育成的个体中含有10条染色体，是一个染色体组，我们称之为单倍体。
普通小麦是六倍体，体细胞中有六个染色体组。其配子中有三个染色体组。而由其配子发育而成的含有三个染色体组的个体也叫单倍体，不能被称为三倍体。因为由配子发育成的小麦，其体细胞中的染色体数同本物种配子中的染色体数相同。
教师总结: 可见，二倍体、多倍体和单倍体的划分依据是不同的。二倍体、多倍体以含染色体组的数目来划分；单倍体则只要含有本物种体细胞染色体数目的一半即是，与含染色体组的数目多少没有关系。
[三] 教学目标巩固
1．下列变异中，不属于染色体结构变异的是 （ ）
A.染色体缺失某一片断 B.染色体增加了某一片断
C.染色体中DNA的一个碱基发生了改变 D.染色体某一片断位置颠倒了1800
答案:C
2．是正常的两条同源染色体，则下图所示是指染色体结构的 （ ）
A.倒位 B.缺失 C.易位 D.重复
答案:B
3．下列关于染色体组的正确叙述是 （ ）
A.染色体组内不存在同源染色体 B.染色体组只存在于生殖细胞中
C.染色体组只存在于体细胞中 D.染色体组在减数分裂过程中消失
答案:A
4．猫叫综合征是人第 号染色体 引起的遗传病。
答案:5 部分缺失
5．果蝇的体细胞中有三对常染色体，一对性染色体。因此，果蝇体细胞中的染色体有（ ）
A.一个染色体组 B.两个染色体组 C.四个染色体组 D.六个染色体组
答案:B
6.四倍体的曼陀罗有48条染色体，该植物体细胞中的每个染色体组的染色体数目为 （ ）
A.48 B.24 C.12 D.4
答案:C
[四] 总结
本节课，我们学习了“染色体结构变异和染色体数目变异”。在染色体数目变异中，主要了解了染色体组、二倍体、多倍体及单倍体的概念。多倍体、单倍体在育种上的作用，我们下节课再讲。
[五] 布置作业
* P50复习题一、三
[六] 板书设计
第二课时
[一]教学过程
导言
上节课我们学习了“染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等重要概念”。
多倍体是怎样形成的呢 单倍体具有什么样的特点呢 这些知识在实践中有何应用价值呢
这就是我们在本节课要了解的内容。
[二] 教学目标达成过程
1.投影展示提纲(一):
学生根据提纲(一)阅读教材。
提问:多倍体的自然成因是什么
具有什么特点 (回答:略)
投影展示:二倍体草莓、多倍体草莓的图片。看图可知，多倍体植物各器官均较二倍体大，果实中含营养物质多。如四倍体水稻的干粒重是二倍体水稻的二倍，蛋白质含量提高了5％～15％，可见多倍体有较高的应用价值。
下面，我们以“三倍体西瓜的培育过程”为例，学习多倍体在实践中的应用。师生根据P49图示学习、讨论三倍体无籽西瓜的培育过程。
并板书出其染色体的情况:
归纳总结多倍体知识，补充提纲(一)为(一)/:
刚才，我们归纳了“多倍体”的有关知识，明确了采用人工诱导多倍体来获得多倍体，可以应用在育种上培育新品种。
那么，单倍体的情况又是怎样的呢
请同学们依据提纲(一)阅读教材，思考以下问题:
(1)单倍体的自然成因是什么
(2)单倍体的特点有哪些
(3)单倍体在育种上有什么意义
2.在学生阅读、思考、讨论的基础上根据大纲归纳总结单倍体的有关知识:
讲述:多倍体和单倍体在人工诱导育种上都有很重要的意义，目前许多国家利用多倍体和单倍体育种方面均取得很大的成果。
[三] 教学目标巩固
1.单倍体本身无利用价值，但在育种上却有其特殊的意义，这是因为用花药离体培养获得单倍体。单倍体植株经秋水仙素处理后，染色体不仅可以恢复到正常水平，而且可获得纯合体。
2.培育多倍体的方法有很多种，如:温度剧变，射线处理、药物处理等。其中最常用而且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。
3.用四倍体西瓜植株作母本，二倍体西瓜植株作父本进行杂交，结出西瓜的果皮细胞、种子的种皮细胞、胚细胞的染色体组数依次为（ ）
A.4、3、3 B.4，2、3 C.3、4、3 D.4、4、3
解析:在结出西瓜的过程中，子房壁形成果皮，珠被发育成种皮。子房壁细胞和珠被细胞都属于体细胞，与其母本---四倍体西瓜植株细胞内的染色体数目相同，即为四个染色体组，胚是由受精卵发育而来的，胚细胞内的染色体应是精子和卵细胞的染色体的总和，即为三个染色体组。
答案:D
4.基因型为AABBCC的豌豆与aabbcc的豌豆杂交产生的F1，用秋水仙素处理幼苗后得到的植株是（ ）
A.二倍体 B.三倍体 C.四倍体 D.六倍体
解析:基因型为AABBCC的豌豆与aabbcc的豌豆，其体细胞中有两个染色体组，所以F1是二倍体，用秋水仙素处理，能够引起细胞内染色体数目加倍，即由原来的二倍体变为四倍体。
答案:C
5.萝卜体细胞内有9对染色体，白菜体细胞内也有9对染色体，将萝卜和白菜杂交得到的种子，一般是不育的，但经过培育后长成了能开花结籽的新作物，这种作物最少含有染色体数为（ ）
A.9 B.18 C.36 D.72
解析:萝卜和白菜是属于两个物种，其染色体不同。二者杂交后得的种子一般不育是因为种子内无同源染色体。要想使杂交种子可育，必须让其染色体加倍，细胞内出现了同源染色体，才能进行减数分裂产生生殖细胞，能够开花结籽。
答案:C
总结
我们用2课时学习了“染色体的变异”。其中最重要的内容是染色体数目的变异。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡。个别染色体的增加或减少也会引起生物性状的改变，甚至导致生物体死亡。多倍体在植物界较为多见，它比普通二倍体植株的营养价值更高一些。单倍体植株在自然界用处不大。但是多倍体和单倍体在育种方面起到了非常重要的意义。
[四] 布置作业 P50复习题：二
[五] 板书设计第五章 基因突变与其他变异
第3节 人类遗传病
课题 第三节 人类遗传病 主备授课 上课时间
教学重点 人类遗传病的主要类型。
教学难点 （1）多基因遗传病的概念。（2）近亲结婚的含义及禁止近亲结婚的原因。
教学目标 知识 人类3类遗传病及其病例2．什么是遗传病及遗传病对人类的危害4.人类基因组计划与人体健康
能力目标 探讨人类遗传病的监测和预防
情感目标 关注人类基因组计划及其意义
教学媒体 实物投影仪，计算机
课时安排 1课时
教学内容 教师的组织和引导 个人札记
引言一、人类常见遗传病的类型2．人类遗传病的主要类型 二、遗传病的监测和预防三、人类基因组计划与人体健康 近年来，随着医疗技术的发展和医药卫生条件的改善，人类传染性疾病已得到控制，而人的生殖细胞或受精卵里的遗传物质在数量，结构或功能上发生改变，使由此发育成的个体患先天性遗传病，其发病率和死亡率却有逐年增高的趋势。今天，我们来学习这方面的知识。什么是遗传病问：感冒发热是不是遗传病？为什么？教师讲述：遗传病是由于人的生殖细胞或受精卵里遗传物质发生改变而引起的人类遗传性疾病，而感冒发热是由感冒病原体引起的传染病，两者有着根本的区别。问：什么是单基因遗传病？．其遗传方式如何？（1）单基因遗传病 单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传性疾病。致病基因有的位于常染色体上，有的位于性染色体上，有的致病基因是显性基因，有的致病基因是隐性基因。比如软骨发育不全是属于常染色体上的显性遗传病。 （2）多基因遗传病 问：多基因遗传病和单基因遗传病的区别是什么？教师讲述，多基因遗传病是由多对基因控制的人类遗传病，它在兄弟姐妹中的发病率并不像单基因遗传病那样，发病比例是1/2或1/4，而远比这个发病率要低，约为1%—10%。多基因遗传病常表现出家族聚集现象，且比较容易受环境因素的影响。目前已发现的多基因遗传病有100多种，如唇裂、无脑儿、原发型高血压及青少年型糖尿病等。（3）染色体异常遗传病如果人的染色体发生异常，也可引起许多遗传性疾病。比如染色体结构发生异常，人的第5号染色体部分缺失而患病，患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而取名为“猫叫综合症”；又比如染色体的非整倍体变异，人的第21号染色体为3条的，患者智力低下，身体发育缓慢，外眼角上斜（银幕出示“21三体”综合症患儿图），口常半张，即为“21三体”综合症，此患者体细胞中为47条染色，即45＋XY；又比如女性中，患者缺少一条X染色体（44＋X）出现性腺发育不良症等等。 问：遗传性疾病有哪些危害，举例说明。讨论：“什么是健康的孩子？怎样才能做到优生”？教师讲述：优生就是让每一个家庭生育出健康的孩子。为此，就应该运用遗传学原理，改善人类遗传素质。我们在控制人口数量增长的同时，还应该进一步提高人口的质量。 为了达到优生的目的，首先，要禁止近亲结婚。 问：什么是近亲结婚？有什么危害？ （出示人类《血亲关系表》）。学生讨论，教师归纳，最后指出禁止近亲结婚是预防遗传性疾病发生的最简单有效的方法。教学引导阅读阅书92--94页，了解人类基因组计划的基本内容、正负面影响，知道基因诊断、基因治疗的基本知识。人类遗传病主要包括单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病3类，要知道这些病的遗传方式及常见病症。 要提倡优生，重点是“禁止近亲结婚”，要联系已学过的遗传知识分析禁止近亲结婚的原因，自觉宣传优生措施，提高优生意识，减少遗传性疾病，以提高我国人口素质。
课堂巩固 １．（上海高考题）我国婚姻法规定禁止近亲婚配的医学依据是 A．近亲婚配其后代必患遗传病 B．近亲婚配其后代患隐性遗传病的机会增多 C．人类的疾病都是由隐性基因控制的 D．近亲婚配其后代必然有伴性遗传病 【解析】亲缘关系越近，其相同的基因就越多。隐性性状只有在其基因纯合时才表现出来。近亲结婚使所生后人隐性基因纯合的机会大大增加，因而后代患隐性遗传病的机会增多。【答案】B ２．一对表现正常的夫妇，他们的双亲中都有一个白化病患者，预计他们生一个白化病男孩的概率是 A．12.5% B．25% C．75% D． 50% 【解析】人的肤色白化基因（ ）位于常染色体上，白化病是常染色体上的隐性遗传病。因为这对肤色正常的夫妇的基因型都是 ，其子女中的基因组合是AA、 、 分别占 、 和 。同时，人类的性别决定中，其子女中性染色体的组合只能是XX和XY两种，各占 。两个事件同时发生的概率，是这两个独立事件分别发生的概率的乘积。即生一个白化病男孩的概率为 。【答案】A ３．“猫叫综合症”是人的第5号染色体部分缺失引起的，这种遗传病的类型是（ ） A．常染色体单基因遗传病 B．性染色体多基因遗传病 C．常染色体数目变异疾病 D．性染色体结构变异疾病 【解析】染色体发生的结构变异主要有4种：1．染色体某是一片段的缺失；2．染色体增加了某一片段；3．染色体某一片段的位置颠倒；4．染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。题中第5号染色体部分缺失，应属于染色体结构变异的第1种。【答案】D 【点评】人类遗传病分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类，染色体异常遗传病又分为常染色体异常遗传病和性染色体异常遗传病。常染色体异常包括其结构变异和数目变异。综上所述，要正确解答这类习题必须对基本知识非常熟悉，对各概念之间的联系与区别能准确把握。 ４．确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病，可采取的检测手段有 A．B超检查 B．羊水检查 C．孕妇血细胞检查 D．绒毛细胞检查 【解析】随着医学科学的发展，各种先进的检测胎儿发育状况的手段不断出现。题中有关检测措施可通过对胎儿外形的观察、分析细胞中有关DNA、染色体的状况，从而判断是否有某种遗传病和先天性疾病。 【答案】ABCD
作 业 1、我国婚姻法规定禁止近亲婚配的医学依据是（ ）
A．近亲婚配其后代必患遗传病 B．近亲婚配其后代患隐性遗传病的机会增多
C．人类的疾病都是由隐性基因控制的 D．近亲婚配其后代必然有伴性遗传病2、“猫叫综合症”是人的第5号染色体部分缺失引起的，这种遗传病的类型是（ ）
A．常染色体单基因遗传病 B．性染色体多基因遗传病
C．常染色体数目变异疾病 D．常染色体结构变异疾病3、确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病，可采取的检测手段有（ ）（多选）
A．B超检查 B．羊水检查 C．孕妇血细胞检查 D．绒毛细胞检查4．唇裂和性腺发育不良症分别属于（ ）A．单基因显性遗传和单基因隐性遗传 B．多基因遗传病和性染色体遗传病
C．常染色体遗传病和性染色体遗传病 D．多基因遗传病和单基因显性遗传病5．在下列生殖细胞中，哪两种生殖细胞的结合会产生先天愚型的男性患儿（A表示常染色体）？（ ）①23A＋X ②22A＋X ③21A＋Y ④22A＋YA．①和③ B．②和③ C．①和④ D．②和④6. 下列需要进行遗传咨询的是（ ）A．亲属中有生过先天性畸型的待婚青年 B．得过肝炎的夫妇C．父母中有残疾的待婚青年 D．得过乙型脑炎的夫妇7.下列肯定是遗传病的是( )A.家族性疾病 B.先天性疾病C.终生性疾病 D.遗传物质改变引起的疾病8．镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，隐性纯合子（aa）的患者不到成年就会死亡，可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰。但是在非洲流行恶性疟疾（一种死亡率很高的疾病）的地区，带有这一突变基因的人（Aa）很多，频率也很稳定。对此现象合理解释是（ ）A．杂合子不易感染疟疾，显性纯合子易感染疟疾B．杂合子易感染疟疾，显性纯合子不易感染疟疾C．杂合子不易感染疟疾，显性纯合子也不易感染疟疾D．杂合子易感染疟疾，显性纯合子也易感染疟疾9．我国婚姻法明确规定：“直系血亲和三代之内的旁系血亲禁止结婚”。对任何一个人来说，在下列血亲关系中属于旁系血亲的是（ ）（多选）A．亲兄弟、亲姐妹 B．祖父、祖母C．表兄弟、表姐妹 D．外祖父、外祖母
板书设计：第3节 人类遗传病一、人类常见遗传病的类型 1．什么是遗传病 2．人类遗传病的主要类型 （1）单基因遗传病 （2）多基因遗传病 （3）染色体异常遗传病二、遗传病的监测和预防三、人类基因组计划与人体健康
课后笔记：
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第三节 人类遗传病
一、知识结构
二、教材分析
1.本节内容主要讲述“人类遗传病的几种主要类型，遗传病和先天性疾病对人类的危害及优生的概念和优生的措施”。
2.优生学是20世纪80年代以后，才在我国逐渐发展起来的一门科学。随着我国人民生活水平的提高和医疗卫生事业的发展，减少遗传病和其他先天性疾病，提倡优生，已经成为提高我国人口素质的重要课题，鉴于此，本章将遗传病和优生学的内容单独安排了一节。
3.教材考虑到是“对学生进行基本的遗传病知识和优生的教育”，所以在简要介绍了三大类遗传病的概念基础上，列举了一些常见的遗传病病例，其中有的病例以小字形式介绍，对于更为细化的遗传病类型及其病例，则未面面俱到地逐一介绍。
4.对遗传病对人类的危害，主要通过儿童中发病率最高的“2l-三体综合征”加以说明。关于优生的概念，则主要介绍优生的含义及提高我国人口质量的重要意义。对目前国际上对优生学的划分---预防性优生学和进取性优生学仅以小字形式介绍，以扩展学生的知识面，关于优生的措施，则主要介绍我国目前采取的四点主要措施，其中重点讲述禁止近亲结婚的内容。学习这部分内容，对于提高学生的优生意识，理解和宣传我国的婚姻法及人口政策，具有十分重要的意义。
5.本节内容与第五章第一节中有关“染色体变化”的知识，以及第九章中“环境污染致癌、致畸、致突变”的知识都有着紧密的联系。
三、教学目标
1.知识目标：(1)人类遗传病的主要类型(A:知道)；(2)遗传病对人类的危害(A:知道)；(3)优生的概念和开展优生工作应采取的主要措施(A:知道)。
2.能力目标：(1)通过介绍遗传病的类型，培养学生观察、分析、判断的思维能力；(2)通过复习旧知识引出新知识，培养学生温故而知新，注重知识内在联系、知识迁移的学习方法；(3)通过阅读讨论，培养学生发散思维和创新精神。
四、重点·实施方案
1.重点：(1)人类遗传病的类型；(2)优生的概念及开展优生工作应采取的措施。
2.实施方案：(1)通过展示人类遗传病的图片和回顾旧知识，归纳总结出人类遗传病的类型；(2)通过有关资料的收集，多媒体演示来介绍优生的概念及开展优生工作应采取的措施。
五、难点·突破策略
1.难点： 近亲结婚的含义及禁止近亲结婚的原因。
2.突破策略： 通过显示近亲关系的电脑软件，有关的实物投影及资料，让学生明确近亲结婚的含义及禁止近亲结婚的原因。
六、教具准备：1.人类遗传病的图片；2.遗传病对人类危害的资料；3.显示近亲关系的电脑软件；4.实物投影仪。
七、学法指导： 学生观察、分析、讨论与教师讲授相结合。
八、课时安排：l课时。
[一] 教学程序
导言
1.从生物与环境的相互关系，全球性危机导人新课。
2.提出问题:
(1)影响人类生存和发展的全球性问题有哪些
(2)其中环境污染直接威胁我们的健康，而且还会贻害下一代的是什么病
(3)目前遗传病的发生率和死亡率如何 遗传病是如何产生的
(4)怎样利用遗传病的原理避免遗传病的发生，使每一个家庭都生育出一个健康的孩子
3.根据学生回答，导出本节课的研究内容，人类遗传病与优生。
[二] 教学目标达成过程
一、人类遗传病概述
1.请同学们回忆学过了哪些人类遗传病:白化病和猫叫综合征是如何产生的。
在同学们回答的基础上师生一起总结出遗传病的概念。
遗传病的概念:遗传病是由于遗传物质改变而引起的人类疾病。
2.教师提问:遗传物质的基本单位和它的主要载体是什么 (学生回答:基因、染色体)在此基础上总结出遗传病的类型。
遗传病的类型:单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常遗传病。
3.指导学生阅读教材P52～53，找出遗传病的概念和类型。通过阅读课本后，再让学生观察相关的人类遗传病的图片，阅读和交流学生在课前查找到的相关资料，分析其发病原因，总结出各种遗传病，并让学生进行列表分类比较。
各种遗传病比较一览表
名称 单基因遗传病 多基因遗传病 染色体异常遗传病
种类
特点
发病原因
举例
二、人类遗传病对人类的危害
教师通过投影仪出示以下资料:
然后让学生交流搜集到的有关资料，同时组织学生进行讨论:
(1)作为健康人应如何生活，以教育学生要珍惜生命。
(2)遗传病发病率逐年升高的原因，要特别注意习境污染导致的遗传病发病率的升高，对学生进行环保教育。
三、优生的概念
指导学生阅读课本P54，了解以下问题:
(1)什么是优生 什么是优生学
(2)阅读小字材料，了解优生学的划分。
(3)了解我国的人口发展情况，明确计划生育国策与优生的关系。
四、优生的措施
1.指导学生阅读课本P54～56，总结出优生的具体措施。
2.教师利用电脑多媒体软件介绍近亲关系，突破难点。
3.教师出示几个民族近亲婚配率，对学生进行优生教育和人口素质教育。
[三] 教学目标巩固
1.连线题，请同学们连线指出下列遗传各属于何种类型
(1)苯丙酮尿病 A.常显
(2)21-三体综合征 B.常隐
(3)抗维生素D佝偻病 C.X显
(4)软骨发育不全 D.X隐
(5)进行性肌营养不良 E.多基因遗传病
(6)青少年型糖尿病 F.常染色体病
(7)性腺发育不良 G.性染色体病
答案:(1)B (2)F (3)C (4)A (5)D (6)E (7)G
2.人类遗传病通常指由于 而引起的疾病。已成为威胁 的一个重要因素。
答案:遗传物质的改变 人类健康
3.15岁以下死亡的儿童中，大约40％是由于 所致。在自然流产儿中，大约50％是 引起的。
答案:遗传病或其他先天性疾病 染色体异常
4.禁止近亲结婚的理论依据是 （ ）
A.违反社会伦理道德 B.后代患遗传病的几率增大
C.后代必然患遗传病 D.人类遗传病都是由隐性基因控制的
解析:以上四道题作为课堂练习，也是对教学目标的复习和巩固，题目都属于识记的内容，易于学生掌握。
答案:B
5.讨论题 学习本节内容后，你对进一步提高我国的人口素质有何具体建议
分析:本节课内容与计划生育国策结合紧密。通过讨论，可以使学生进一步了解计划生育和优生优育的重要性，自觉宣传国家有关的政策法规。
[四] 布置作业
1.P62复习题：一、二、三、四
2.调查人群中的遗传病，并对所得数据进行整理分析，写调查报告。
[五] 总结
本节课我们共同了解了有关遗传病的概念和类型；知道了遗传病的发病原因和对人类的危害；明确了优生的概念和优生的措施，对于同学们自觉遵守和积极宣传国家相关的法规政策起到了很好的指导作用。
[六] 板书设计第五章 基因突变与其他变异
第一节 基因突变和基因重组
【本讲教育信息】
一、教学内容
基因突变和基因重组
二、学习内容：
基因突变 基因突变的原因 基因重组 重组DNA技术 基因的连锁和交换定律
三、学习目标
说明基因突变的特征和原因 总结基因重组及其意义
[来四、学习重点：
基因突变是生物变异的一个重要来源，属于分子水平上的变化，这是本节的一个重点和难点。基因重组、重组DNA技术、基因的连锁和交换定律
五、学习难点
基因突变、基因重组、重组DNA技术 基因的连锁和交换定律
六、学习过程
1. 重组DNA技术 重组DNA技术是指将从一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的技术
⑴ 1973年，美国科学家科恩等将两种不同生物的DNA分子进行体外重组，并首次在大肠杆菌中得到表达。
重组DNA，需要有能在特定位置上切割DNA分子的限制性内切酶和能将DNA片段连接起来的DNA连接酶。
⑵ 重组DNA技术的一般过程（重组DNA技术是基因工程的核心技术）
① 分离目的基因 从生物细胞内直接分离或人工合成，获得目的基因。
② 选择基因工程载体 运载目的基因需要载体，常用的载体有质粒、噬菌体等。
③ 体外重组DNA 用同一种限制性内切酶切割的目的基因和载体，在DNA连接酶的作用下形成重组DNA。
④ 导入目的基因 将带有目的基因的重组DNA导入受体细胞，基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
⑤ 筛选、培养受体细胞 筛选并大量培养已获得重组DNA分子的受体细胞
⑥ 目的基因表达 目的基因在受体细胞中表达产生蛋白质。
⑶ 基因工程的应用价值
例如，治疗糖尿病的胰岛素、治疗侏儒症的人生长激素等基因工程药物和防治乙肝的疫苗等基因工程疫苗已广泛应用。
用重组DNA技术生产的部分人类蛋白质及其功能
蛋白质名称 用 途 蛋白质名称 用 途
α１-抗胰蛋白酶 肺气肿的治疗 胰岛素 糖尿病的治疗
促肾上腺皮质激素 风湿的治疗 干扰素 抗病毒抗肿瘤
B细胞生长因子 免疫系统的功能失调 白细胞介素 癌症的治疗
降钙素 软骨病的治疗 淋巴毒素 抗肿瘤
上皮生长因子 促进伤口愈合 尿激酶 溶栓剂
红细胞生成素 贫血的治疗 血清蛋白 血浆补充物
凝血因子Ⅷ和Ⅸ 血友病的治疗 生长调节素 促进生长
生长激素释放因子 促进生长 组织型纤溶酶原激活剂 溶栓剂
生长激素 促进生长 肿瘤坏死因子 抗肿瘤
⑷ 基因工程中的转基因技术可使人类按照自己的愿望定向地改造生物，特别是改造高等动植物
① 转基因作物已经在我国和美国、阿根廷、加拿大等许多国家大面积种植
② 转基因微生物已经被用于生产各种药品等
③ 转基因动物的研究也取得了令人瞩目的进展
Ⅰ 通过转基因技术培育出的抗软化番茄、高脂肪酸向日葵、高产玉米等植物已投入商品化生产；培育出的各种具有抗逆性的作物新品种，在农业生产上具有重要意义。
Ⅱ 我国科学家已经将编码苏云金芽孢杆菌的一种毒蛋白的基因，通过转基因技术导入棉细胞内，成功地培育出抗棉铃虫的转基因抗虫棉，栽培抗虫棉等转基因抗虫作物可以大大减少农药的用量，不仅降低了生产成本，还能减少农药对环境的污染
Ⅲ 在养殖业上，科学家也利用转基因技术培育出转基因奶牛、转基因鱼等动物新品种。
Ⅳ 基因工程已经广泛应用于医、农、林、牧、渔、环境保护等许多方面。
2. 转基因生物的安全性问题
⑴ 一些生态学家认为，转基因生物进入自然环境可能会有一定程度的风险
① 例如，转入抗除草剂基因的转基因作物有可能与亲缘关系较近的杂草发生天然杂交，从而产生具有抗除草剂基因的新杂草，出现更难对付的“超级杂草”危害。
② 处于实验阶段的转基因生物必须严加管理，所有新的转基因生物都必须通过严格的审查评估，排除风险后才能被批准进入自然环境。
⑵ 基因工程既可用于特殊蛋白质的生产、动植物的遗传改良和人类基因治疗，又可用于制造更危险的具有毁灭性的生物武器。实验用转基因生物， 特别是食用转基因生物产品对人体健康是否会造成不利的影响，一直是公众关心的问题。
⑶ 大多数专家认为，已经投入商品化生产的转基因番茄、玉米等农产品都是安全的。迄今为止尚无食用转基因生物产品引起任何严重问题的科学报道。
⑷ 有人对基因治疗的安全问题也非常关切
① 从理论上说，目的基因导入人体细胞，有可能使受体的基因组成发生某种无法控制和预见的遗传变异
② 含有目的基因的人和正常人婚配有可能使那些目的基因在人群中传播，进而可能对整个人类基因库产生难以预料的影响。
3. 空间技术育种 空间技术育种是利用返回式航天器和高空气球所能达到的空间环境对植物（种子）的诱变作用，以产生有利变异的育种技术
⑴ 2003年10月15日，我国成功发射的“神舟五号”又搭载了相关的植物种子进行空间技术育种
⑵ 空间技术育种已经取得了许多重要成果，培育出许多动植物新品种。
4. 基因的连锁和交换定律
⑴ 美国遗传学家摩尔根采用果蝇作为遗传学研究材料，不仅证实了基因的分离定律和基因的自由组合定律是正确的，而且又发现了基因的连锁和交换定律。这一定律解释了孟德尔的遗传定律所不能解释的遗传现象。
⑵ 连锁
① 果蝇两对相对性状的杂交实验
② 测交后代未出现自由组合定律分离比（灰身长翅︰黑身残翅=1︰1）
③ 分析：两对等位基因位于同一对同源染色体上，减数分裂时，出现同
一条染色体上的不同基因连在一起不分离的现象。
④ F1雄果蝇只产生两种雄配子，故只有两种测交子代
（3）不完全连锁遗传（雌果蝇）
① Fl的雌果蝇与双隐性类型测交，后代中除了多数是灰身长翅（BbVV）和黑身残翅（bbvv）果蝇（两者各占42%）以外，还有少数是灰身残翅（Bbvv）和黑身长翅（bbVv）果蝇（两者各占8％）。
② 解释 Ⅰ F1雌果蝇的位于同一个染色体上的两个基因也大都是连锁遗传的，因此生成的两种配子特别多（各占42％）；
Ⅱ 小部分联会的同源染色体因交叉而互换了一部分，而交叉正在基因B与V和b与v中间，结果就产生了两种含有新基因组合的和配子各占8％。
Ⅲ F1的灰身长翅雌果蝇与黑身残翅雄果蝇测交
（4）连锁与互换现象在生物界普遍存在
①完全连锁。在同一染色体上的连锁基因100％联系在一起传递给下一代。雄果蝇B、V基因是完全连锁的 。
② 不完全连锁：在减数分裂形成四分体时，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换。来自父方的染色单体和来自母方的染色单体，在减数分裂时，相互交换对应部分，能使染色体上的基因产生新的组合，是形成生物新类型的原因之一。
每对同源染色体上都有很多对等位基因，如果控制不同性状的等位基因在同一对同源染色体上，那么，它们就不按照自由组合规律来遗传，而是按照连锁和互换定律来遗传。
（5）基因的连锁和互换定律在实践上的应用 基因互换产生的新类型能为育种工作提供原始材料；根据育种目标选择杂交亲本时，必须考虑性状之间的连锁关系
① 几个好的性状连锁在一起，这对育种工作就很有利
② 不利的性状与有利的性状连锁在一起，要采取措施，打破基因连锁，进行基因互换，让人们所要求的基因重组在一起，培育出优良品种来
例：有两个大麦品种：一个是矮秆抗倒伏但不抗锈病的品种，另一个是高秆易倒伏但能抗锈病的品种。矮秆抗倒伏与不抗锈病这两个基因位于同一个染色体上，高秆易倒伏与抗锈病这两个基因也位于同一个染色体上。经过杂交，F1就会出现四种类型的后代，其中就有由于基因互换而出现的矮秆抗倒伏同时又抗锈病的类型，经过进一步培育和大量繁殖就可以成为良种。
【典型例题】
1. 现在人们已经实现了分子水平上遗传物质的人工重组，下列实例中属于分子水平上人工重组基因的是（ ）
A. 利用杂交技术培育出新的高品质水稻品种
B. 科学工作者将猪的胰岛素转变成人的胰岛素
C. 能产生抗体的小鼠B淋巴细胞和骨髓细胞的融合
D. 将人的-抗胰蛋白酶基因导入到羊的DNA分子中
解析：分子水平上人工重组是指基因工程中目的基因与受体细胞中的DNA分子重组。
答案：D
2. 下列有关基因工程的叙述，正确的是
A. 限制性内切酶对特定的核苷酸序列的识别与DNA的来源无关，因此对各种DNA普遍适用
B. 目的基因是指编码蛋白质的基因，它不包括一些具有调控作用的核苷酸序列
C. DNA连接酶既能缝合双螺旋DNA骨架上的切口，又能连接两条单链的DNA分子
D. 采用反转录法得到的目的基因有内含子
解析：目的基因包括编码蛋白质的编码区和有调控作用的非编码区，DNA连接酶不能连接两条单链的DNA分子，反转录法的模板RNA一般是剪切掉内含子转录部分的成熟的信使RNA，所以反转录后不含有内含子。
答案：A
3. （经典回放）镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变，检测这种碱基序列的改变必须使用的酶是………（ ）
A. 解旋酶 B. DNA连接酶 C. 限制性内切酶 D. RNA聚合酶
解析：该题的考查点是基因的诊断，所用的技术是DNA探针，原理是DNA分子杂交技术。在进行基因诊断时，首先要用限制性内切酶切割DNA片段，获得正常人的血红蛋白基因，用同位素标记做成探针，然后用同一种限制性内切酶切割镰刀型细胞贫血症病人的DNA获得血红蛋白基因，然后放在同一容器中高温加热，使DNA变性，氢键断裂，再降温，DNA复性时两种DNA分子进行杂交，从而检测出血红蛋白基因碱基序列发生改变的部位。所以DNA分子杂交技术用到的酶是限制性内切酶。
答案：C
4. 采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵中，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述正确的是
A. 人体细胞凝血因子基因编码区的碱基对数目，等于凝血因子氨基酸数目的3倍
B. 可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵中
C. 在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D. 人凝血因子基因开始转录后，DNA连接酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
解析：人体细胞是真核细胞，其基因中含有内含子，其碱基对数大于氨基酸数的三倍；山羊的受精卵中导入人凝血因子基因，长成的山羊每个体细胞中都含有这种基因；DNA连接酶是把两条DNA链末端之间的缝隙“缝合”起来，而不是参与转录。基因工程外源基因的导入多采用人工的方法，使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，在本题中可采用显微注射法。
答案：B
5. 在欧洲人中有一种罕见的遗传病，在人群中的发病率约为25万分之一，患者无生育能力。现有一对表现型正常的夫妇，生了一个患病的女儿和一个正常的儿子。后因丈夫车祸死亡，该妇女又与一个与自己没有任何亲缘关系的男子婚配，则这位妇女再婚后再生一个患病孩子的概率是
A. 1/4 B. 1/250 000 C. 1/1 000 D. 1/50 000
解析：据题意知，该病为常染色体上的隐性遗传病，故原夫妇的基因型为Aa×Aa（设致病基因为a）。由人群中的发病率（aa）约为25万分之一，可知人群中a配子出现的几率为1/500。该妇女基因型为Aａ，则该妇女产生ａ配子的几率为1/2，与人群中没有亲缘关系的男子婚配，则生出病孩的几率为l/2×1/500＝1/l 000。
答案：C
6. 在玉米中，高茎基因（D）对于矮茎基因（d）是显性，常态叶基因（C）对于皱形叶基因（c）是显性。让纯种的高茎常态叶（DDCC）与矮茎皱形叶（ddcc）杂交，F1是高茎常态叶，再让F1与双隐性类型测交，其后代是：高茎常态叶（83），矮茎皱形叶（81），高茎皱形叶（19），矮茎常态叶（17）。试分析这两对基因是否连锁以及有无交换，并说明原因。
分析：DDCC（高茎常态叶）×ddcc（矮茎皱形叶）→DdCc（高茎常态叶）
由测交后代分离比分析，可判断D、C位于1条染色体上， d、c位于1条染色体上，控制不同性状的基因为连锁状态。测交后代出现少量高茎皱形叶（19），矮茎常态叶（17），说明F1在形成配子时发生了交换。
【模拟试题】（答题时间：60分钟）
一、选择题
1. 干旱条件下育成的作物品种一般适于干旱地区种植；潮湿条件下育成的作物品种一般适于潮湿地区种植。在育种过程中干旱和潮湿条件所起的作用是…………（ ）
A. 诱发基因突变 B. 引起染色体变异
C. 选择基因型 D. 导致基因重组
2. 一个碱基对可加到DNA分子上或从DNA分子上除去。这种生物体的DNA碱基顺序的变化是一种…………（ ）
A. 细菌转化 B. 基因自由组合 C. 基因突变 D. 等位基因分离
3. 为了培育节水高产的小麦品种，科学家将大麦与抗旱节水有关的基因导入小麦中，得到转基因小麦，其水分利用率提高了20％。这项技术的遗传学原理是 （ ）
A. 基因突变 B. 基因重组 C. 基因复制 D. 基因分离
4. 与传统的杂交育种和诱变育种相比，通过基因工程和细胞工程等现代生物技术培育农作物新品种的优越性在于…………（ ）
①克服远缘杂交的生殖隔离 ②对农作物进行定向改良 ③不存在生态和进化安全性问题 ④育种周期较短
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
5. 下面有关基因重组的说法不正确的是………（ ）
A. 基因重组发生在减数分裂过程中 B. 基因重组产生原来没有的新基因
C. 基因重组是生物变异的重要来源 D. 基因重组能产生原来没有的新性状
6. 下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是…………（ ）
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 ②我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 ③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 ④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
A. ① B. ①② C. ①②③ D. ②③④
7. 用基因工程生产胰岛素的主要原因是………（ ）
A. 工艺简单，容易操作 B. 生产量大，价格较低
C. 所生产的胰岛素可以口服 D. 所生产的胰岛素疗效大大提高
8. 基因A与a1、a2、a3的关系如下图，该图不能说明的是……………（ ）
A. 基因突变是不定向的
B. 等位基因的出现是基因突变的结果
C. 正常基因与致病基因可以通过突变而转化
D. 这些基因的转化遵循自由组合定律
9. 限制性内切酶的特点是………………………（ ）
A. 只能识别GAATTC序列 B. 识别特定的核苷酸序列和特定的酶切位点
C. 识别黏性末端 D. 切割质粒DNA的标记基因
10. 上海医学遗传研究所成功地培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。转基因动物是指………………（ ）
A. 提供基因的动物 B. 基因组中增加外源基因的动物
C. 能产生白蛋白的动物 D. 能表达基因信息的动物
11. 纳米技术将激光束的宽度聚焦到纳米范围内，可对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传病彻底根治。对DNA的修复属于（ ）
A. 基因转换 B. 基因重组 C. 基因突变 D. 染色体变异
12. 既要提高农作物的变异频率，又要使后代变异性状较快稳定，可采用…………（ ）
A. 杂交育种法 B. 诱变育种法 C. 单倍体育种法 D. 多倍体育种法
13. 下列叙述不是运载体必须具备的条件的是………（ ）
A. 具有某些标记基因 B. 决定宿主细胞的生存
C. 不能在宿主细胞中复制 D. 有多个限制酶切点
14. 已知某信使RNA的碱基中，U占20％，A占10％，求它的模板基因中胞嘧啶占（ ）
A. 25％ B. 30％ C. 35％ D. 70％
15. 自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：
正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸
根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是……（ ）
A. 突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添
B. 突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添
C. 突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添
D. 突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添
二、非选择题
16. 艾滋病病毒（HIV）是一种球形的RNA病毒，HIV侵染T淋巴细胞并繁殖新一代病毒的过程示意图如图。请据图完成下列问题：
（1） 图中①表示病毒侵染淋巴细胞。进入寄主细胞的是病毒的 。
（2） 遗传学上将过程②称为 。
（3） ③和④的信息传递过程分别称为 。
（4） HIV有I和Ⅱ两种类型，其中I型又有7个亚型。I型的基因组中4个主要基因的变异率最高可达22％。多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难，因此切断传播途径是唯一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是 的结果，这种变异的特点与一般生物的不同之处是 ，其原因是 。
（5） 2004年12月1日是国际上第17个 日。
（6） 据最近研究认为，引起“严重急性呼吸系统综合症”（SARS）的病原体可能是 。它和HIV一样，遗传信息的传递是按照 的规律进行的（可以用简图表达）。
17. 下图是单克隆抗体制备过程示意图，请据图回答；
（1） 图示中，必须要用到的动物细胞工程技术是 。
（2） ②过程常在 诱导下完成，所获得的杂交瘤细胞具有 的特性。在筛选杂交瘤细胞过程中，需要在培养液中加入某种试剂，该试剂应该能够 。
A. 抑制淋巴细胞和杂交瘤细胞的DNA复制
B. 阻止淋巴细胞的原癌基因被激活
C. 选择性抑制骨髓瘤细胞的DNA复制
D. 阻止杂交瘤细胞核糖体上所有蛋白质的合成
（3） ③过程所选用的培养液中通常含有 等成分。
（4） 杂交瘤细胞所产生的抗体具有 的特性。
（5） ④过程与体外培养相比，其优点是 。
18. 根据下列所给的材料完成问题：
材料一：把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上，然后导入大肠杆菌体内，产生出人的胰岛素。
材料二：把萤火虫基因转入烟草体内，培育出发荧光的烟草。
材料三：有人把蜘蛛产生丝腺蛋白的基因转入羊体内，分泌的乳汁中加入某种物质后，可抽出细丝，这种细丝可望用作手术的缝合线。
（1）上述生物新品种的产生运用了 技术。
（2）一种生物的基因在另一种生物体内能够表达，而不是影响其他基因的表达，这说明基因是有 效应的 片段，具有一定的 性；同时可以说明各种生物共用一套 。
（3）上述技术所用到的工具酶有 。
（4）材料三中的缝合线与普通缝合线相比有何优点？ 。
（5）可遗传的变异分为三种，即 、 、 ，而基因工程改变一个物种的基因属于 。
（6）从上述所给的材料，不能得出下列哪一结论： 。
A. 动植物之间可以相互转移基因
B. 真核生物与原核生物之间可以相互转移基因
C. 基因工程可以定向地改变生物的基因
D. 转基因生物的出现对生物的进化是有利的
【试题答案】
一、选择题
1. C；2. C；3. B；4. B；5. B；6. B；7. B；8. D；9. B；10. B；11. C；12. B；13. BC.；
14. C；15. A。
二、非选择题
16. （1）RNA （2）逆转录 （3）转录和翻译 （4）基因突变 突变频率高和突变多方向性 单链RNA结构不稳定 （5）世界艾滋病 （6）SARS冠状病毒 RNA→DNA→mRNA→蛋白质
17. ⑴动物细胞融合和细胞培养
⑵ 灭活的仙台病毒等 既能无限增殖又能产生特异性抗体 C
⑶ 葡萄糖、无机盐、氨基酸、维生素、动物血清
⑷ 特异性强、化学性质单一、灵敏度高
⑸ 无需再提供营养物质以及无菌环境，操作简便
18. （1）重组DNA （2）遗传 DNA 独立 密码子 （3）限制性内切酶、DNA连接酶 （4）可以被分解吸收，不用拆线 （5）基因重组 基因突变 染色体变异 基因重组 （6）D
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.第五章 基因突变与其他变异
第一节 基因突变与基因重组
一、知识结构
二、教材分析
1.本节在引言部分，指出生物的变异具有普遍性，变异可以分为可遗传变异和不遗传变异，可遗传的变异有三种来源。
2.本小节介绍了基因突变的概念、意义和特点，人工诱变在育种上的应用，以及基因重组的概念和意义。
教材从实例引入基因突变的概念，是为了便于学生理解抽象的概念。
在介绍基因突变的普遍性、随机性、自然突变率低、有害性和不定向性等特点时，教材也举了具体的实例。
旁栏设置的思考题和小资料，也有助于学生加深对基因突变特点的理解。
人工诱变在育种上有重要用途，教材通过介绍我国在诱变育种方面取得的成就，对学生进行爱国主义教育。
3.教材在学生已知的知识基础上，介绍了两种常见的基因重组。以基因的自由组合引起的基因重组为例，阐述了基因重组对于生物进化的重要意义。
教材还把重组DNA技术作为小字内容，安排在基因重组的正文之后，以扩展学生的知识面，使学生能够多了解一些先进的生物技术。
4.本节内容可为第七章《生物的进化》中有关现代生物进化理论的学习打下基础。基因重组的内容需要本章第二节中的自由组合定律与连锁和交换定律的有关内容作基础。
三、教学目标
1.知识目标：(1)人工诱变在育种上的应用(A: 知道)；(2)基因突变的概念、特点和意义(B:识记)；(3)基因重组的概念和意义(B:识记)。
2.能力目标： 通过对课本中实例的分析，培养学生归纳总结的逻辑推理能力。
四、重点·实施方案
1.重点：(1)基因突变的概念和特点；(2)基因重组的概念。
2.实施方案：(1)通过实例加深学生对概念的理解；(2)让学生在课前搜集有关在诱变育种上取得的成就，进一步突出重点内容。
五、难点·突破策略
1.难点： 基因突变的概念。
2.突破策略： 通过举例放映有关的投影和录像的方法，让学生对抽象的概念有一个具体的理解。
六、教具准备： 投影片、录像片、投影仪、录像机、多媒体设备。
七、学法指导： 本小节内容为抽象，在教学过程中应采用师生互动，通过实例举证来理解抽象概念和特点。
八、课时安排：2课时
第一课时
[一] 教学程序
导言
在前面我们学习了生物的遗传问题:
了解了性状为什么会遗传以及性状在向后代遗传时所要遵循的规律特点。
知道了性状是由遗传物质决定的。性状的表现除了与遗传物质有关外，还与外界条件有关。而且性状由亲代传递给子代时，或多或少都会存在差异，这就是生物的变异。
那么生物的变异又是如何产生的呢 又有什么特点呢 今天我们就来学习《生物的变异》的有关教学内容。
[二] 教学目标达成过程
1.播映投影片:
上图是一个普通的玉米种子在萌发长成植株的过程中，水、肥、光特别充足，所结种子大而饱满，但这样的种子种下去，结出的是普通种子。
下图是太空椒(普通青椒种子遨游过太空后培育而成)与普通青椒对比，果实明显增大，种植下去，仍然是肥大果实。
2.质疑:
(1)籽粒饱满的种子与普通种子相比，太空椒与普通青椒相比，性状有明显的差异，原因何在 (回答:发生了变异)
(2)把子粒大而饱满的种子种下去长不出同样好的种子，而是普通种子；把肥大的太空青椒籽种下去可以结出肥大的青椒。这些现象说明什么问题 (回答:生物的变异有的不能遗传，有的可以遗传。)
3.从上述可以看出，生物的变异有这样两种类型:可遗传的变异和不遗传的变异。
我们知道生物的表现型与基因型和外界环境条件有关。像玉米这样，子粒大而饱满是由于水、肥和光充足引起的(也即由外界环境条件引起)，这种变异是不可遗传的。而太空椒遨游过太空，宇宙辐射改变了其遗传物质，因而改变了其性状，这个变异性状是可遗传的。
可遗传的变异是生物变异的主要类型。它的来源主要由三个方面:基因突变、基因重组和染色体变异。
4.组织学生观看关于正常红细胞的基因突变形成镰刀型细胞贫血征的录像。了解基因突变的概念、产生过程及导致生物变异的过程。
观看录像的同时指导学生思考以下问题:
(1)正常红细胞是什么形状 有什么功能
答:圆饼状，运输氧的功能。
(2)镰刀型细胞贫血症(HbS)的红细胞呈镰刀状，对功能的完成有没有影响
答:有。运氧能力降低，易破裂溶血造成贫血，严重时会导致死亡。
5.投影镰刀型细胞贫血症(HbS)病因的图解，师生共同探求正常红细胞变成镰刀型红细胞的原因。
控制血红蛋白质的DNA，上一个碱基对发生改变，导致该基因脱氧核苷酸的排列顺序发生了改变，导致基因结构改变。因为基因控制生物的性状，因此基因结构改变最终导致控制血红蛋白的性状发生改变，红细胞也就由圆饼状变为镰刀状。
6.组织学生讨论，引起基因结构改变的原因除碱基对的替换外，还有哪些原因 (从DNA片断考虑)
指导学生写一DNA片断,分析说明当DNA中碱基对增加或减少时，也会导致基因结构的改变，进而影响到性状的表现。也就是说，DNA碱基对的替换、增添和缺失均会引起基因结构的改变，即基因中脱氧核苷酸顺序发生了改变，因而遗传信息也随之改变，通过转录、翻译形成的蛋白质也就发生了改变，性状自然会发生改变。可见，基因结构的改变会使生物发生变异。也即基因突变造成生物的变异。
7.教师指导学生总结基因突变的概念。指出基因突变是染色的某一位点上基因的改变。基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且通常会引起一定的表现型变化。因而会产生一些新性状。这些新性状是生物从未有过的性状，因此它是生物变异的根本来源，也为生物进化提供了最初的原材料。这就是基因突变的意义所在。
8.放映“基因突变”的投影片(一):
玉米高茎→矮茎、普通羊→短腿羊、正常人→白化病、果蝇长翅→残翅、家鸽羽毛白色→灰红色、正常棉花→短果枝。
放映“植物个体发育过程”的投影片(二)；
放映“小鼠毛色变化与基因突变关系”的投影片(三)。
组织学生边看投影片边讨论总结基因突变的特点。
投影片(一)说明植物、动物、人都可能发生基因突变，也即基因突变是普遍存在的。这种突变在自然条件下发生的叫自然突变，在人为条件下诱发产生的叫诱发突变。
投影片(二)说明基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。而且突变发生越早，表现部位越多；反之则相反。再有一条是只有生殖细胞的突变才会遗传给后代。
然后教师引导学生阅读P49的内容，得以结论:
(1)基因突变率很低，且不同生物的基因突变率、同一种生物不同的基因突变率均不同。
(2)基因突变绝大多数是有害的，但也有少数有利。这些涉及到生物与环境相适应的问题。在此给学生可留一伏笔，为《生物与环境》一章打基础。
投影片(三)说明基因突变是不定向的，一个基因可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位基因。但是，每一个基因的突变都只能限定在其相对性状的范围内，不会超出限制。
以上内容总结起来就是基因突变的特点。
[三] 教学目标巩固
1.生物的变异有两种: 和 。前者指 。后者指 。
答案:可遗传的变异 不遗传的变异 变异现象是由于生殖细胞内的遗传物质的改变而引起的，能够遗传给后代 变异现象是由于环境因素的影响造成的，并没有引起生物体内遗传物质的变化，因而不能够遗传下去
2.可遗传的变异有三种来源: 、 、 。
答案:基因突变 基因重组 染色体变异
3.基因突变是指 ，通过基因突变使一个基因变成它的 ，并且通常会引起—定的 。
答案:染色体的某一位点上基因的改变 等位基因 表现型变化
4.基因突变的意义是 。
答案:生物变异的根本和主要来源，为生物进化提供了最初的原材料
5.基因突变有以下特点：(1) ；(2) ；(3) ；(4) ；(5) 。
答案:普遍性 随机性 低频性 多害少利性 不定向性
[四] 布置作业
* P46复习题一，二、1、3，三、1。
[五] 总结
这节课我们主要掌握的内容有“基因突变的概念和基因突变的特点”。基因突变是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构改变。基因突变的特点有:普遍性、随机性、突变率低、多害少利、不定向性。
[六]板书设计
第二课时
[一] 教学程序
导言
上节课我们学习了“基因突变的概念、意义和特点”。明确“性状变异是由于基因突变”。请大家回答基因突变具体有哪些特点 (回答略)
放映投影片:如棉花短果枝、鸡脚叶，水稻矮杆、糯叶，果蝇的白眼、残翅，人的白化病、色盲。
这些基因突变如果是在自然条件下发生的叫---自然突变；在人为条件下诱发产生的叫---诱发突变。
那诱发突变的人为条件是什么 我们知道基因突变大多是有害的，为什么要人工诱发突变 这有什么用呢
今天我们接着来学习下面一个内容---“人工诱变在育种上的应用”。
[二] 教学目标达成过程
1.阅读书P44，划出“人工诱变的概念”:人工诱变就是在人工条件下诱导基因发生突变。
人工条件有两种:物理方法包括X射线、紫外线、激光等；化学方法有亚硝酸、硫酸二乙酯等。
应用这些方法怎样去处理生物使之发生基因突变呢 产生的这些突变又有什么用呢
下面让我们看一段录像片，这是我国科学工作者用人工方法处理农作物发生基因突变的一段内容。
看了录像片，大家清楚了怎样用各种射线和化学物质去处理生物，也看到了生物突变的具体性状的表现了。
让学生说明这些方法诱导基因突变有什么好处
回答:可提高突变率，创造人类需要的突变类型，从中选育出优良新品种。
2.通过人工诱导方法培育出的农作物新品种，具抗病力强、产量高、品质好等优点。
例如，黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成黑农五号大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5％，大豆产量提高了16％。大家看书P52图，太空椒就是利用宇宙空间强烈辐射而发生基因突变培育的新品种。
人工诱变不仅在农作物育种上起作用，在微生物育种上也发挥了重要作用，如青霉素，最初产量为20单位／mL，后经人们多次用射线等综合处理，目前产量已是50000～60000单位／mL了，可见人工诱变对生物育种起着巨大作用。因此我们研究基因突变确实有很重要的应用价值。
3.生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。
基因重组造成的生物变异是在什么情况下发生的呢 又有什么特点呢
接下来我们就来学习基因重组。
什么是基因重组呢
基因重组是控制不同性状的基因重新组合。关于基因重组我们在前面学习自由组合定律和连锁定律时已经接触过这方面的知识。请同学们回忆一下，黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交，产生后代的过程。
放映投影片:
让学生看投影并分析:F2中除黄色圆粒、绿色皱粒外，还有两种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是变异性状 (是)它们又是如何产生的呢 (在F1减数分裂形成配子时，控制不同性状的基因自由组合形成的。)
让学生画出以上过程的染色体图，总结出:基因重组可以发生在减数分裂形成配子非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
接着回忆果蝇的灰身长翅和黑身残翅杂交，其子一代雌性个体测交后代的表现型的遗传过程。
放映投影片:
分析说明:测交后代有两种类型是亲本所没有的：灰身残翅和黑身长翅。这两种变异的性状是由于控制不同性状的基因进行交换、重新组合的结果。这种情况也属于基因重组，它发生在减数分裂的四分体时期，是由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了局部互换而造成控制不同性状的基因重新组合。
4.以上是基因重组的两种类型，我们可以看到这两种类型的基因重组都是在有性生殖过程中实现的。
在有性生殖过程中，由于父本和母本遗传物质基础不同，当两者杂交时，基因重新组合，就使子代产生了变异，这就是基因重组造成的变异。
5.阅读课本P45，指导学生讨论分析:由基因重组引起的变异有什么特点 (非常丰富)为什么 (回答：父本和母本遗传物质基础不同，自身杂合性越高，二者遗传物质基础相差越大，基因重组产生的差异可能性也就越大。)
课本上介绍:具有10对相对性状的亲本进行杂交时，如只考虑自由组合引起的基因重组，F2就可能出现210=1024种表现型。而在生物体内尤其是在高等动植物体内控制性状的基因数目是非常巨大的，由同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换引起的基因重组在自然界中也十分常见。如果把这些因素都考虑在内，那么生物通过有性生殖产生的变异就更多了。丰富多彩的变异形成了生物多样性的重要原因之一。因此对生物进化具有十分重要的意义。
[三] 教学目标巩固
1.人工诱变是指 。
答案:在人工条件下诱导基因发生突变
2.人工诱变的条件有哪些 。
答案:有两种。物理方法包括X射线、紫外线、激光等；化学方法有亚硝酸、硫酸二乙酯等。
3.基因重组是指 ，它是通过 过程实现的，主要有 和 两种类型。
答案:控制不同性状的基因重组合 有性生殖 自由组合 交叉互换
4.举出几个基因重组引起生物变异的例子。
答案:略。
5.玉米的非糯性、糯性分别由基因W、w控制，基因型为WW的玉米经辐射处理后，变成为Ww基因型的玉米，这种变异属于 ，这种培育新品种的方法称为 ，其优点是 。
答案:基因突变 诱变育种 提高突变率，创造新类型，培育新品种
6.下列变异中，属于基因突变的是( )
①人类的色盲 ②无籽西瓜 ③果蝇的白眼 ④小黑麦 ⑤无籽番茄 ⑥棉花中的短果枝 A.①②④ B.①③⑥ C.②④⑤ D.②④⑥
答案:B
[四] 布置作业
P46复习题:二、2、4 三、2。
[五] 总结
我们用两课时学习了可遗传变异的来源中的两种:基因突变和基因重组。知道了变异的两种类型及其来源。请大家一起归纳总结一下:
基因突变和基因重组引起的变异有什么区别
(1)基因突变是基因内部结构的改变，它能产生新的基因,是生物变异的根本来源。其过程发生于:DNA复制时；特点是:普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。
(2)基因重组是控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型,是生物变异的主要来源。其过程发生在有性生殖过程中，特点是非常丰富。
还应该注意把理论知识应用于实践中，特别要注意了解人工诱变在育种上的应用。
课本P46最后一段以小字方式简要介绍了“重组DNA技术”，同学们也应稍加了解。
[六] 板书设计第五章 基因突变与其他变异
第二节 染色体变异
【教学目标】
1、简述染色人体结构变异和数目变异
2、搜集生物变异在育种上应用的事例
【教学重点】
1.染色体数目的变异及染色体组的概念
2.二倍体、多倍体及单倍体的概念及其联系
【教学难点】
1.染色体组的概念
2.二倍体、多倍体及单倍体的概念及其联系
【课时安排】1课时
【教学过程】
第一课时
基因突变与染色体变异的区别：
1．基因突变是染色体上 基因的改变，是微小区段变异，是 水平的变异，而染色体变异是比较明显的染色体 或 的变异。
2．在光学显微镜下观察到的变异是 ，看不见的是 。
二、染色体结构的变异
定义：由 引起的变异。如猫叫综合征是由人的 缺失引起的遗传病，而果蝇的棒壮眼是由于染色体中 某一片段引起的变异。
类型:
①___ :染色体某一段的缺少。如 。
② :染色体增加了某一片段。如 。
③ :染色体的某一片段移接到另一条 上。
④ :染色体的某一段的位置颠倒了180°
3、结果：使排列在染色体上的___________或___________发生改变，从而导致________的变异。大多数染色体结构变异对生物体是_______________，有的甚至导致生物体 。
例1已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的若干种变化中，未发生染色体结构变化的是 （D）
例2． 是正常的两条同源染色体，则下图所示是指染色体结构的 （ ）
A.倒位 B.缺失 C.易位 D.重复
答案:B
三、染色体数目的变异：
（一）染色体组
1、染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内________的增加或减少；例如 。一类是以___________的形式成倍的增加或减少。例如 。
2、染色体组：细胞中的一组______________，在__________上各不相同，携带着控制生物________的全部遗传信息，这样的一组染色体就叫做一个染色体组。
例3．下列关于染色体组的正确叙述是 （ ）
A.染色体组内不存在同源染色体 B.染色体组只存在于生殖细胞中
C.染色体组只存在于体细胞中 D.染色体组在减数分裂过程中消失
答案:A
3、总结：
（1）根据染色体图判定。其判断依据是：形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
观察右图，图中有几个染色体组？
（2）根据基因型判定。其判断依据是：由于相同基因或等位基因（控制同一性状的基因）位于形态相同的染色体上（同源染色体上），所以在细胞或生物体的基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组。
思考：下列细胞中各有几个染色体组？
AAaa AABBDD Aaa ABCD
（3）根据染色体数目和染色体形态判定:染色体组数= 染色体数∕染色体形态数
思考：某细胞共有8条染色体，染色体形态数为2，则染色体组数？
二倍体与多倍体
1、概念：
二倍体：像雄果蝇这样由__________发育成的个体，________中含有__________，如__________。
三倍体：由__________发育成的个体，________中含有__________，如__________。
四倍体：由__________发育成的个体，________中含有__________，如__________。
多倍体：由_______与二倍体相比多倍体的优点：
与二倍体相比多倍体的优点：
茎秆________，叶片、果实和种子__________，______________等营养物质的含量____________。
3、多倍体育种：
①方法：目前最常用且最有效的方法是用 处理萌发的种子或幼苗。
②秋水仙素的作用是________________________，作用的时期 。
例4.四倍体的曼陀罗有48条染色体，该植物体细胞中的每个染色体组的染色体数目为 （ ）
A.48 B.24 C.12 D.4
答案: C
单倍体：
概念：
像蜜蜂的雄蜂这样，体细胞中含有___________________________的个体，叫做单倍体。
2、单倍体的植株特点是：与正常植株相比，植株长的________，且______。
3、获得单倍体通常用的方法是：_________________。用到的生物技术 。
4、单倍体育种的过程：__________离体培养→__________→正常纯合子
5、单倍体育种的优点：________________________________________________________。
例5.下列哪种植株可确定为单倍体
A．高度不孕的植株 B．无性繁殖生成的植株
C．花粉离体培养长成的植株 D．利用秋水仙素处理过的植株
例6.用花药离体培养的方法培养出马铃薯单倍体植株，当它进行减数分裂时，观察到染色体两两配对，形成12对，据此现象可推知产生花药的马铃薯是（ ）
A．二倍体 B．三倍体 C．四倍体 D．六倍体
规律总结：
由受精卵发育成的个体，体细胞有几个染色体组就叫几倍体。
有配子直接发育成的个体，无论体细胞有几个染色体组都叫单倍体。
【当堂巩固】
第二课时
单倍体育种
方法：花药离体培养
原理：染色体变异
过程：
P 高杆抗病 × 矮杆不抗病
DDTT ddtt
↓ ↓ 第一年
配子 DT dt
F1 DdTt 高杆抗病
配子 DT Dt dT dt
↓ ↓ ↓ ↓花药离体培养
单倍体植株 DT Dt dT dt 第二年
↓ ↓ ↓ ↓秋水仙素处理
纯合正常植株DDTT DDtt ddTT ddtt
优点：
明显缩短育种年限，自交后代不发生性状分离。
例1、
现有两个番茄品种，一种是圆形红果（YYRR），另一种是椭圆形黄果（yyrr），椭圆形红果番茄因其形态和品质深受人们喜爱。请回答下列问题：
（1）请设计一种快速培育出符合育种要求的椭圆形红果品种的方法，写出主要步骤。
P 圆形红果 × 椭圆形黄果
YYRR yyrr
↓ ↓
配子 YR yr
F1 YyRr 高杆抗病
配子 YR Yr yR yr
↓ ↓ ↓ ↓花药离体培养
YR Yr yR yr ↓ ↓ 秋水仙素处理
纯合正常植株YYRR YYrr yyRR yyrr
使纯合正常植株自交，得到椭圆形红果番茄的种子进行留种。
（2）你选用的快速育种方法叫（ ）育种。得到椭圆形红果植株后，还可以用（ ）方法进行快速繁殖。
（3）若用圆形红果的番茄（YyRr）做亲本自交，在其子代中选择圆形黄果再进行自交，后代中能稳定遗传的圆形黄果番茄所占的比例为（1／2）
（4）欲延长番茄果实储存期，可以采用的方法有（ ）。
二、多倍体育种
1、方法：花药离体培养
2、原理：染色体变异
3、过程：
三倍体无子西瓜的培育过程图示：
思考：1、二倍体提供花粉的作用是什么？
2、无籽西瓜形成的原因是什么？
例2、下图是八倍体小黑麦培育过程（A、B、D、R各表示一个染色体组）
（1）普通小麦的配子中含（ ）个染色体组，黑麦的配子中含（ ）个染色体组，杂交后代有（ ）个染色体组。
（2）普通小麦杂交后不育的原因是（ ），可以用（ ）将染色体加倍，加倍后含（ ）个染色体组，加倍后可育的原因是（ ）。
（3）用秋水仙素处理不育杂种ABDR获得八倍体小黑麦的最佳时期是（ ）。
三、列表比较多倍体育种和单倍体育种：
多倍体育种 单倍体育种
原理
常用方法
优点 器官大，提高产量和营养成分
缺点 适用于植物，在动物方面难以开展 技术复杂一些，须与杂交育种配合第五章 基因突变与其他变异
第二节 染色体变异
【目标导学】
学习目标：①说出染色体结构变异的基本类型。②说出染色体数目的变异。
学习重、难点：
①染色体数目的变异。 ②染色体组的概念。 ③二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系。
考纲要求：①染色体结构变异和数目变异。（A） ②生物变异在育种上的应用（A）
【课前复习】
1、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的_____ _、___ __和_____，而引起的_____的改变。
1．基因突变的原因有：___________、___________、____________和内因。
基因突变的特点是：___________、___________、___________、___________、___________。
2. 基因突变的意义是：_______ ， ， 。
基因重组的意义是：______ ， 。
【课堂展开】
一、 基因突变与染色体变异的区别：
1．基因突变是染色体上 基因的改变，是微小区段变异，是 水平的变异，而染色体变异是比较明显的染色体 或 的变异。
2．在光学显微镜下观察到的变异是 ，看不见的是 。
二、染色体结构的变异：
定义：由 引起的变异。如猫叫综合征是由人的 缺失 引起的遗传病，而果蝇的棒壮眼是由于染色体中 某一片段引起的变异。
类型:
①___ :染色体某一段的缺少。如 。
② :染色体增加了某一片段。如 。
③ :染色体的某一片段移接到另一条 上。
④ :染色体的某一段的位置颠倒了180°
结果：
使排列在染色体上的___________或___________发生改变，从而导致________的变异。大多数染色体结构变异对生物体是_______________，有的甚至导致生物体 。
【例1】已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的若干种变化中，未发生染色体结构变化的是（ ）
三、染色体数目的变异：
染色体数目的变异可以分为两类：
⑴一类是细胞内______ __的增加或减少；例如 。
⑵一类是以___________的形式成倍的增加或减少。例如 。
（一）染色体组：
细胞中的一组______________，在_____ 和____ _上各不相同，携带着控制生物________的全部遗传信息，这样的一组染色体就叫做一个染色体组。
【例2】一个染色体组应是（ ）
A、配子中的全部染色体 B、人的配子中的全部染色体
C、体细胞中一半染色体 D、来自父方或母方的全部染色体
[总结]
①根据染色体形态判断：细胞内形态 （填“相同”或“不同”）的染色体有几条，就是有几个染色体组。观察右图，图中有________个染色体组。
②根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制 的基因出现几次，该细胞或生物体就含有几个染色体组。
【思考】基因型为AABBCC的生物体细胞中有_______个染色体组；某细胞共有8条染色体，染色体形态数为2，则该生物含有_________个染色体组。
③根据染色体数目和染色体形态推算出含有几个染色体组:染色体组数=
(二)二倍体和多倍体：
1、相关概念：由__________发育成的个体，________中含有____ ______的叫做__________。由此类推，含有三个染色体组的叫做___________，含有四个染色体组的叫做___________。一般把体细胞中含有 或 以上染色体组的叫做多倍体。
举例：二倍体生物：____________________________
三倍体生物：____________________________
四倍体生物：____________________________
【例3】用花药离体培养的方法培养出马铃薯单倍体植株，当它进行减数分裂时，观察到染色体两两配对，形成12对，据此现象可推知产生花药的马铃薯是（ ）
A．二倍体 B．三倍体 C．四倍体 D．六倍体
2、与二倍体相比多倍体的优点：
茎秆________，叶片、果实和种子__________，______________等营养物质的含量____________。
3、多倍体育种：
①方法：目前最常用且最有效的方法是用 处理萌发的种子或幼苗。
②原理：当 作用于正在分裂的细胞时，能够抑制 的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
（三）单倍体：
1、像蜜蜂的雄蜂这样，体细胞中含有___________________________的个体，叫做单倍体。
起点如果为未受精的配子，无论有几套染色体组都叫单倍体。
2、单倍体的植株特点是：与正常植株相比，植株长的________，且______。
3、获得单倍体通常用的方法是：_________________。用到的生物技术
4、单倍体育种的过程：__________离体培养→__________→正常纯合子
5、单倍体育种的优点：________________________________________________________。
【例4】下列哪种植株可确定为单倍体（ ）
A．高度不孕的植株 B．无性繁殖生成的植株
C．花粉离体培养长成的植株 D．利用秋水仙素处理过的植株
【经典归纳】
1、二倍体、多倍体和单倍体
二倍体 多倍体 单倍体
定义 由 发育而成的，体细胞中含有 个染色体组的个体。 体细胞中含有 染色体组的个体。 体细胞中含有本物种 染色体数目的个体。
生物种类 几乎全部的动物和过半数的高等植物。 在植物中很常见，动物中极少见。 自然条件下偶尔出现。
植株特点 常见类型 茎杆 ，果实、种子较 ，糖类和蛋白质等含量 。 植株 ，高度 。
2、作物育种方式的比较
类型 杂交育种 人工诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
原理
方法 将具有不同优良性状的两个亲本 用物理或化学的方法处理生物 用 处理
主要优点 使优良性状集中在一个个体 可 变异频率，加速育种进程。 自交后代是纯合体，明显 育种年限。 器官巨大，提高产量和质量
3、基因重组、基因突变和染色体变异的比较
基因突变 基因重组 染色体变异
本质 基因的 发生了改变，产生了 ，出现了 。 基因的 产生 ，使性状重新组合。 成倍增加或减少，或 增加或减少，或染色体 发生改变。
发生时期及其原因 个体发育的 和任何细胞。DNA碱基对的 、 或 。 减Ⅰ 时期由于四分体的非姐妹染色单体的 和减Ⅰ 非同源染色体的 。 体细胞在 中，染色体不分离，出现多倍体；或 时，偶然发生染色体不配对不分离，分离延迟等原因产生染色体数加倍的生殖细胞，形成多倍体。
条件 外因（_____、_____、______因素）和内因 不同个体之间的杂交 外界条件的剧变和内部因素的相互作用
意义 生物变异的 来源，也是生物进化的重要因素之一。通过 育种可培育出新品种。 是生物变异和产生生物 的重要原因之一。通过 育种，导致性状的重新组合，从而培育出新的优良品种 利用 育种和 育种可选育出优质、高产的新品种。利用个别染色体的增加或减少，还可进行基因定位研究和实施染色体工程的研究，有针对性地选育动、植物新品种
【课时训练】
1．下列变异中，不属于染色体结构变异的是 （ ）
A.染色体缺失某一片断 B.染色体增加了某一片断
C.染色体中DNA的一个碱基发生了改变 D.染色体某一片断位置颠倒了1800
2．是正常的两条同源染色体，则下图所示是指染色体结构的 （ ）
A.倒位 B.缺失 C.易位 D.重复
3．猫叫综合征是人第 号染色体 引起的遗传病。
4．下列关于染色体组的正确叙述是 （ ）
A.染色体组内不存在同源染色体 B.染色体组只存在于生殖细胞中
C.染色体组只存在于体细胞中 D.染色体组在减数分裂过程中消失
5．果蝇的体细胞中有三对常染色体，一对性染色体。因此，果蝇体细胞中的染色体有（ ）
A.一个染色体组 B.两个染色体组 C.四个染色体组 D.六个染色体组
6．四倍体的曼陀罗有48条染色体，该植物体细胞中的每个染色体组的染色体数目为（ ）
A.48 B.24 C.12 D.4
7.单倍体育种可以明显地缩短育种年限,原因是( )
A.单倍体的杂交后代不发生性状分离 B.单倍体经染色体加倍后自交不发生性状分离
C.单倍体高度不孕,不发生性状分离 D.单倍体育种免去了费时的杂交程序
8.通过具有相对性状的植株(或动物)杂交培养新品种,主要来自于下列哪种变异( )
A．基因突变 B.单倍体育种 C.基因重组 D.多倍体育种
9.单倍体育种和诱变育种共有的优点（ ）
A.提高变异频率 B.改变育种方向 C.加速育种的进程 D.大幅度改变性状
10.根霉若产生可遗传变异，其来源是（ ）
A.基因重组和基因突变 B.基因重组和染色体变异
C.基因突变和染色体变异 D.基因重组、基因突变和染色体变异
11.用秋水仙素诱发基因突变和诱导多倍体，起作用的时期分别是（ ）
A．有丝分裂的间期和前期 B．有丝分裂的间期和后期
C．有丝分裂的前期和后期 D．有丝分裂的前期和后期
12．（多选）下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（ ）
A．我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻
B．我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉
C．我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒
D．我国科学家通过体细胞克隆技术培育出克隆牛
非选择题
良种对于提高农作物产量、品质和抗性等具有重要作用。目前培育良种有多种途径。
其一:具有不同优点的亲本杂交，从其后代中选择理想的变异类型，变异来源于 ，选育过程中性状的遗传遵循 、 规律。
其二:通过射线处理，改变已有品种的个别重要性状，变异来源于 ，实质上是细胞中的DNA分子上的 发生改变。
其三:改变染色体数目，例如用秋水仙素处理植物的分生组织，经过培育和选择能得到
植株。
【收获与反思】
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
